电双层自限域合成海绵状轻质网状膜：一种新型分离与碳化材料

传统电聚合（electropolymerization）通常生成致密薄膜，而来自日本的研究团队Itoh等通过无支持电解质体系，在电双层（electric double layer）中实现了去质子化间苯二酚（resorcinol）与醛类的三维交联反应，首次制备出低密度（0.5 g/cm3）、类丝瓜络结构的超薄（~70 nm）聚合物膜。该膜具有电压触发自终止特性，干燥态杨氏模量达8.9 GPa，润湿后恢复柔性（0.5 GPa），可应用于大尺度分离膜，并经碳化获得~22 nm纳米多孔碳膜，为功能材料设计开辟新路径。

　　

在电化学合成领域，传统方法往往只能制备出紧密贴附于电极表面的致密聚合物薄膜。这项突破性研究展示了一种颠覆性策略：通过在水相环境中施加电压构建电双层（electric double layer），无需添加支持电解质，使去质子化的间苯二酚（resorcinol）与醛类分子发生三维交联反应。令人惊叹的是，该反应具有自限域特性——单体仅在电双层内反应，当撤去电压时，形成的超薄（约70纳米）聚合物膜会像智能材料般自动剥离。

这种形似丝瓜络的网状薄膜密度仅0.5克/立方厘米，却展现出惊人的力学特性：干燥状态下具有8.9吉帕斯卡的高刚性（Young's modulus），遇水后又能魔术般地恢复0.5吉帕斯卡的柔性。更妙的是，研究者们发现这种大面积薄膜可直接用作高效分离膜，还能通过形状记忆碳化技术，将其转化为厚度仅约22纳米的纳米多孔碳膜（nanoporous carbon membrane），为下一代过滤材料和能源器件提供了全新可能。